第6章数模和模数转换.ppt

显然，上述量化结果与采采样值之间存在误差，这种误差称为“量化误差”。 把上述量化结果用代码表示，称为“编码”。 3位代码可表示 7δ；4位代码可表示 15δ；8位代码可表示 255δ；n位代码可表示 δ； δ= 在δ一定时，代码位数越多，它可表示的采样电压的范围越大；而在采样电压范围一定的条件下，代码位数越多，可取的δ就越小 。 两种量化方法的比较 (a)舍去小数法 (b)四舍五入法； 6.3.2 A/D转换器的种类及工作原理 按照工作原理的不同可分为： 直接ADC：将输入模拟电压直接转换成数字量； 间接ADC：先将输入模拟电压转换成中间量，如时间或频率，然后将这些中间量转换成数字量； 常用的直接ADC有：并联比较型ADC和逐次比较型ADC； 常用的间接ADC有：中间量为时间的双积分型ADC,中间量为频率的电压－频率转换型ADC； 工作原理略。 常用ADC的工作特点： 转换速度最高的是：并联比较型ADC; 转换速度最低的是：双积分型ADC; 转换精度最高的是：双积分型ADC; 转换精度最低的是：并联比较型ADC; 转换速度和转换精度均较高的是：逐次比较型ADC; 如： ADC 0808、 ADC 0809、AD574等 A/D转换器的主要技术指标： n越大， δ越小，表示能够分辨的最小输入模拟电压的值越小。 如：设输入模拟电压的变化范围为0～5V，输出8位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V×2－8＝20mV；而输出12位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V×2－12≈1.22mV。 故分辨率表示A/D转换器对输入模拟信号的分辨能力。 δ= （1）分辨率 A/D转换器的分辨率用输出二进制数的位数n表示。 （2）转换时间 转换时间是指完成一次转换所需的时间。转换时间是指从接到转换控制信号开始，到输出端得到稳定的数字输出信号所经过的这段时间。 例如: 转换误差≤±LSB/2，就表明实际输出的数字量和理论上应得到的输出数字量之间的误差小于最低有效位的一半。 如：设A/D转换器的分辨率为10位，输入模拟电压为0－5V，则δ＝ 5V×2－10＝5mV，该A/D转换器的转换误差≤ ?2.5mV。（表示什么物理意义？） （3）转换误差 它表示A/D转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。常用最低有效位（LSB)的倍数表示。 右图描述了实际的过渡电压和理想的过渡电压之间的误差。 * 第6章 数模和模数转换 6.1 概述 6.2 D/A转换器 6.3 A/D转换器 退出 6.1 概述 能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称A/D转换器或ADC (Analog Digital Converter) ；能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器，简称D/A转换器或DAC(Digital Analog Converter)。ADC和DAC是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。 6.2 D/A转换器 6.2.1 D/A转换器的基本原理 6.2.2 D/A转换器的构成 6.2.3 集成D/A转换器及其应用 退出 6.2.1 D/A转换器的基本原理 数字量实际上是一组代码，对于有权代码，每位代码都有一定的权。为了将数字量转换成模拟量，可将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。 基本原理 转换特性 D/A转换器的转换特性，是指其输出模拟量和输入数字量之间的转换关系。 理想的D/A转换器的转换特性，应是输出模拟量与输入数字量成正比。即：输出模拟电压 uo=Ku×D或输出模拟电流io=Ki×D。其中Ku或Ki为电压或电流转换比例系数，D为输入二进制数所代表的十进制数。 如果输入为n位二进制数dn-1dn-2…d1d0，则输出模拟电压为： 6.2.2 D/A转换器的构成 n位数字量输入 数码 寄存器 n位模拟电子开关 位权 网络 求和电路 基准电压 模拟量输出 （1）数字量以串行或并行方式输入，并存储在数码寄存器中； （2）寄存器输出的每位数码，分别驱动对应位的电子开关，使数码为1的位在位权网络中产生相应的权值； （3）求和电路将各位权值 相加，便得到与数字量成正比的模拟量。 D/A转换器按位权网络的不同分为： T形电阻网络、倒T形电阻网络、权电阻网络及权电流网络等。 按模拟电子开关的不同分为： CMOS开关和双极型开关。 目前应用最广泛的单片